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穿孔機市場前景

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穿孔機市場前景

發布日期:2019-05-29 作者: 點擊:

                        電火花線切割機床
2.1  國外單向走絲電火花線切割機床
國外單向走絲電火花線切割機床的技術發展著重針對電火花線切割加工特點及應用情況,在脈沖電源、自動控制及主機結構等影響線切割加工主要指標的幾個關鍵功能部件有所創新,且在實用性、穩定性、可靠性以及各功能模塊的自適應控制性能等方面有所提升。
2.1.1  脈沖電源技術
高效電火花脈沖電源是單向走絲線切割機床的核心單元,高頻脈沖電源的自適應控制策略的優劣對單向走絲線切割的加工效率、加工精度以及加工表面粗糙度的影響至關重要。
在高效加工方面,國外各公司推出了各自的系列高效自適應控制電源,強化自適應能力、縮短放電時間,增大峰值電流的方法,優化放電能量,脈寬僅幾十納秒,峰值電流1 000 A以上,形成氣化蝕除,表面質量大大提高。日本三菱電機公司的FA系列機床采用高速V電源,用直徑0.25 mm的電極絲即可達到360 mm2/min的高效加工。日本牧野公司采用H.E.A.T高能量技術,在上/下噴水嘴不能貼緊工件的情況下,實現直徑0.25 mm電極絲120 mm2/min的高速加工,加工速度比以往提高了25%~75%。
在高精度加工方面,日本三菱電機公司的FA10S和FA20S ADVANCE床可選配V-PACKAGE高速電源,裝備了新開發的形狀控制電源(Digital-AEⅡ),通過控制上下進電塊進電能量的配比,對放電位置進行控制,可有效減小加工零件的鼓肚或凹心,在粗、中、精加工中實現零件的高直線度。
在微細加工方面,日本三菱電機公司推出的超微細精加工電源(Digital-FS),不用專門卡具,工件直接裝卡在工作臺上,可實現Ra0.03 μm的鏡面加工(硬質合金材料,10 mm厚),可實現直徑0.05 mm的細絲加工。日本牧野公司推出SPGII電源,實現油基放電加工,最低表面粗糙度可達Ra0.022 μm。瑞士阿奇夏米爾公司繼續推出其獨創的雙絲自動交換技術,實施在一臺機 床上用不同直徑的電極絲進行粗、精切割加工。粗加工時使用加工效率高的直徑0.2~0.25 mm的粗絲,精加工時自動切換為適合于微細形狀加工的直徑0.02~0.15 mm的細絲,可將加工時間縮短30%~60%。
2.1.2  自動控制功能
2.1.2.1  變截面加工技術
瑞士阿奇夏米爾公司的CUT系列機床采用的數字IGP放電電源,具有適時檢測工件截面變化、實時優化放電功率功能,實現高效變截面加工。日本三菱電機公司、日本沙迪克公司和瑞士阿奇夏米爾公司將3維數據引入數控系統,在加工機床的數控系統內裝備有CAD/CAM系統,加工機可方便讀入3D和2D數據,在CAD/CAM系統的基礎上,利用加工機內的CAD/CAM系統解析3維數據,自動識別加工工件毛坯形狀特征。加工機可知道加工任意時刻電極絲在加工工件毛坯中的位置、毛坯工件的厚度以及周圍毛坯的具體形狀,并根據這些信息進行電源參數、進給伺服以及工作液流量等自適應控制,提高變截面加工的加工精度。
2.1.2.2  防止斷絲技術
偶發的電極絲斷絲現象是引起加工誤差甚至失敗的重要原因。日本三菱電機公司開發的PM控制就是加工過程中實時檢測出工件厚度、工作液流通狀況,并按其自動生成加工條件來控制加工能量,實現了變截面加工等加工環境下最大速度的無斷絲加工。日本牧野公司UPV系列機床的PVG功能通過監控放電脈沖加工情況,感應探測異常電火花狀態,實時控制脈沖參數,使其處于不會導致斷絲的最佳狀態。
2.1.3  其他實用功能
2.1.3.1  自動穿絲功能
國外線切割機床全部配置了自動穿絲機構,穿絲成功率和自動化程度都很高。自動穿絲的可靠性是長期無人檢測操作成功的關鍵。瑞士阿奇夏米爾公司的CUT系列機床設計了開放式導嘴,即使絲徑非常細?。ㄖ睆?.03 mm),也能更加方便地通過導嘴。推出的智能穿絲系統在即使實際穿絲孔與編程穿絲孔稍有偏移的情況下,也能自動探測所偏移的穿絲孔,自動穿絲和修正加工起始點。
2.1.3.2  熱變形控制技術
隨著線切割機床加工精度越來越高,機床受環境溫度影響而產生的精度變化越顯重要。日本牧野公司在機床本體內部,通過使機床內部溫度與通過加工液冷卻裝置控制的加工液溫度相同,以降低本體鑄件的熱變形對機床精度的影響。并通過增加機床熱防護罩殼,使通過溫度控制的氣體在加工區內循環,以保證整個機床避免因環境溫度影響而產生熱變形,有利于長時間的加工以及高精度孔距加工。外部氣溫變化引起的機床軸偏移量能對X軸控制到1 .2 μm/3 ℃,Y軸控制到2.4 μm/3 ℃。瑞士阿奇夏米爾公司的CUT系列機床所有的散熱元件都是通過水循環進行冷卻,包括脈沖電源和所有泵都配有各自的冷卻系統,這樣所有部件都得到熱穩定性保護,有助于保證機床極高的精度。
2.1.3.3  節能和保護技術
為了控制生產成本,節約能源已成為很多用戶考慮的問題。瑞士阿奇夏米爾公司CUT200機床的Econnwatt電力使用管理模塊,當機床加工完成或中斷時,機床電源損耗會降低到最小。日本三菱電機公司的WARK UP模式是合理安排工作時間段的新節能控制模式,大幅度削減了電力消耗。
瑞士阿奇夏米爾公司機床的5個運動軸都通過ICP防撞系統進行保護,可避免由編程錯誤或誤操作引起的碰撞,該系統完全內置于運動控制部件,可檢測出微小的異常力,并在工件或電極絲導向系統受損之前自動停機,其機械能量吸收系統能有效防護速度3m/min的碰撞。
2.1.3.4  自動化操作
隨著機床加工數據制作的自動化、簡易化、加工條件的自動設定、自動穿絲、自動升降液槽、遠程信息和報警傳遞、機床保養檢測信息提示,都極大地提高了線切割機床的自動化運行程度,減小了對操作者技術經驗的依賴。
2.1.3.5  人性化操作及其他
許多廠家不僅注重提升機床的加工性能,還從操作的方便性、安全性、節能等方面加以強化。比如日本牧野公司的SP系列機床采用雙片“V”型導絲嘴,日常維護只需幾分鐘即可完成,且清洗完成后不再需要進行垂直度的矯正。
瑞士阿奇夏米爾公司的CUT2000,日本牧野公司的U32J,日本沙迪克公司的AG600L等機型都采用了整體液槽自動升降技術,三面完全開放的工作臺機床使工件的安裝以及加工區的維護管理等每天重復進行的作業變得輕松。
瑞士阿奇夏米爾公司的FI系列機床對加工液槽的進液,只需30 s即可浸沒一個200 mm高的工 件,有效縮短了輔助操作時間。其最大切割錐度能力也很有特色,不論工件高度(最高可達 510 mm)如何,切割錐度都可達到45°。
2.2  國內單向走絲電火花線切割機床
國內共有3家單位展出單向走絲電火花線切割機床,相對于上一次展會國內數控單向走絲線切割機床的技術水平已有很大提升。蘇州電加工機床研究所有限公司展出的DK7632單向走絲電火花線切割機床,獲得國家“863”項目的支持;蘇州三光科技有限公司展覽的LB600單向走絲線切割機床和北京安德建奇數字設備有限公司展覽的AW310TA單向走絲線切割機床,都獲得國家科技重大專項的支持。通過對國家“863”項目和國家科技重大專項的實施,課題承擔單位在單向走絲電火花線切割技術上都取得了很大進步。3家的單向走絲電火花線切割機床都達到了項目技術指標要求,加工精度±2 μm、最佳加工表面粗糙度Ra<0.2 μm,最高加工效率達350 mm2/min。其中LB600和AW310TA機床還配置了帶自動穿絲系統,提升了國內品牌數控單向走絲電火花線切割機床的自動化技術水平。
2.3  國內往復走絲電火花線切割機床
此次參展的往復走絲電火花線切割機床廠家有10多家,這只是線切割機床生產廠商的一部分。但這些廠家的展品代表了我國往復走絲電火花線切割機床的發展水平和特點,在市場方面占據往復走絲電火花線切割機床的中高端市場。
2.3.1  中高檔機床注重精度保持性
具有多次切割功能的往復走絲電火花線切割機床(中走絲電火花線切割機床)的推出,主要實現了對工件的多次切割,提高了加工效率、精度和工件的表面質量,所以市場上的中走絲機床都為實現這3個主要的指標而努力。為實現多次切割,現各個品牌的中走絲機床大多用變頻器控制絲筒電機進行調速,以適應切割過程中不同的運絲速度。
許多廠家在部分機床上選用名牌導軌和絲杠,伺服系統采用交流伺服,可以達到較高的定位控制精度。為使機床精度能長期保持,定位高一點的機床都普遍采用“C”形機械結構。如:蘇州新火花機床有限公司和江蘇冬慶數控機床有限公司的機床主體都采用C型全支承鑄造高剛性機床主體結構,機床X、Y軸采用高精度直線導軌、滾珠絲杠、伺服電機驅動及反饋驅動系統,整體形成具有較高精度保持性的高精度中走絲電火花線切割機床主機。
2.3.2  機床加工試件表面質量趨于穩定
參展的大多數機床加工試件的最佳表面質量可達到表面粗糙度Ra1.0~1.2 μm,個別廠家宣稱可達到Ra0.8 μm左右,但需要更多次切割,如北京凝華科技有限公司的機床需要切割次數大于4次以上。對于大多數機床,一般使用多為切割3次或4次。表面粗糙度這項指標對于任一機床廠家已沒有絕對的優勢,切割效果水平相當。
2.3.3  機床切割效率水平不一
廠家在樣本標明的最大切割效率高低不一。有的公司機床可達180mm2/min,有的公司樣本標明的最大切割效率120 mm2/min。這一般是一個極限指標,若用最大切割效率加工試件,鉬絲的損耗也會相當嚴重。
2.3.4  運絲系統的技術進步
蘇州寶瑪數控設備有限公司開發了新型運絲機構控制電路,該電路不但具有鉬絲張力雙向伺服跟蹤功能,還具有對鉬絲張力微小變化進行實時處理的功能,以達到加工中控制張力的目的。電路還可根據設定的上絲張力進行自動上絲和緊絲。
北京市電加工研究所采用雙向恒張力張絲機構,可極大提高運絲的穩定性,電極絲的抖動更小,即使大錐度切割也能較好地保持動態恒張力。
蘇州三光科技服份有限公司的中走絲機床的穿絲方法很有特點,機床并沒有采用導絲嘴,在機床的穿絲導向孔處有一條狹窄縫隙,鉬絲可以很輕松從縫隙處直接裝入。為防止絲在運行過程中抖動,在穿絲導向孔處有一偏心孔,用偏心孔壁去輕靠鉬絲,降低絲的抖動。
江蘇三星機械有限公司開發了一種有別于傳統的直立式貯絲筒的結構,也是一種創新嘗試。
四川深揚數控機械有限公司機床絲張力是用一電機帶動張力調整輪進行張力調整,且張力可設定,能實時對張力進行監控。機床絲筒較長,帶有3個換向位置開關,可設置兩段絲的用途,例如粗加工用一段絲,精加工用另一段絲??商岣叨啻吻懈罹?。
2.3.5  新穎導輪軸向進電裝置
蘇州寶瑪數控設備有限公司的新穎導輪軸向進電裝置,可消除因鉬絲在進電塊間的機械摩擦而造成的鉬絲損耗、從而延長鉬絲的壽命。由于采用導輪軸向進電,鉬絲與旋轉導輪之間接觸面大,接觸穩定可靠,有利于放電能量傳輸,并有利于減少斷絲。
2.3.6  脈沖電源的技術進步
脈沖電源的性能直接影響到線切割加工的效率、電極絲的損耗率。國內相關廠家對往復走絲電火花線切割脈沖電源的技術主要從主振電路及脈沖電源主回路的創新加以提升。
2.3.6.1  數字化脈沖電源
一些廠家研發的數字化脈沖電源采用可編程邏輯器件作為高頻脈沖電源的主振控制芯片,可產生多種靈活多變的脈沖波形,實現了硬件級的實時脈沖參數適應控制。如蘇州新火花機床有限公司W5A系統,采用高速數字采樣電路(建立在CPLD芯片上)對放電狀態進行實時檢測及控制,自動調整脈沖主要參數,能在微秒級時間內做出響應,可適應多次切割需求及提高大厚度加工的穩定性和加工效率,減少斷絲概率。
2.3.6.2  無電阻脈沖電源
蘇州三光科技股份有限公司研發的無電阻脈沖電源采用了全新的電路結構模式,主回路無限流電阻,功率管的關斷能量可直接回饋至供電端,與同類產品相比電源節能達80%以上。由于主回路的電感作用,加工時的電極絲損耗極低,加工20萬mm2用直徑0.18 mm的電極絲,損耗僅為0.01 mm。
江蘇冬慶數控機床有限公司也推出了一種新型無電阻脈沖電源,采用交流轉直流開關電源模塊和無電阻脈沖電源及檢測伺服模塊組成高效、低能耗的新型電源。


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關鍵詞:自動穿孔機,電火花穿孔機,穿孔機廠家

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